郝宇洋

（山西应用科技学院，山西太原 030000）

0 引言

近年来，我国高层建筑数量日益增加，由于钢结构建筑材料质轻且安装难度较低，所以钢结构建筑占据新型建筑比例较大[1]。复杂裙房钢结构建筑作为一种空间结构复杂、施工难度较高的建筑，可以满足人们对建筑功能及外观建设要求，所以此类钢结构建筑的施工技术备受行业关注[2]。目前，应用比较多的施工技术有分块整体吊装法、高空散装法、分块分条安装法[3，4]。其中，分块整体吊装法强调建筑施工中的焊接工艺及起吊技术，而裙房钢结构桁架建筑对这两项施工指标要求较高[5]。因此，本文以某高层建筑项目为例，探究裙房钢结构桁架建筑施工关键技术。

1 工程概况

某建筑项目为裙房钢结构建筑，分为地上和地下两部分建筑结构。其中，地上9 层，地下1 层。选取H型劲性柱、H 型钢梁、箱型钢柱作为主要施工材料，材质均为Q345B。由于该建筑项目中的施工环境较为复杂，存在多处交叉作业，钢板厚度及构件截面比较大，需要开展大量高空作业，对于建筑施工来说是一个巨大的挑战。为了尽可能提高施工质量，该项目引入分块整体吊装法作为主要施工技术，对此项技术的应用方法展开探究。

2 裙房钢结构桁架建筑施工关键技术

2.1 钢结构桁架吊装施工准备工作

该项目中采用2 塔吊组合安装钢结构桁架，同时开展土建、梁、钢结构柱的施工任务，检测土建是否达到设定的强度标准，如果达到此标准，则统一安排安装工作，并在此之前拆除外置脚手架。针对桁架吊装施工，以“先劲性柱”作为首要施工任务，而后开展桁架吊装任务，沿着从上到下的顺序，逐一安装[6]。检测轴线混凝土的强度如果达到标准，则进入悬挑桁架安装环节。考虑到施工现场钢结构吊装施工面积较大，各个施工节点距离比较大，周围环境较为复杂，为了提高施工安全性，配备3 组支撑胎架，为钢结构吊装创造安全条件。其中，桁架安装沿着从下到上的顺序，完成4～5层交叉支撑及水平梁的安装以后，在5 层处继续安装各个桁架之间的连梁，将此部分结构体系作为支撑，沿着向上的方向继续安装5～6 层交叉支撑及水平梁，以此类推，直至完成顶层的桁架安装施工任务。

2.2 吊装要点及吊装施工技术

关于钢柱安装及吊装施工任务的执行，在此之前需要做好准备工作，即按照设定的标高限定值，对钢筋混凝土楼面进行复测，经过测试对比分析，判断相关指标是否满足安装及吊装要求[7]。其中，涉及到的指标包括平面封闭角、定位轴线。如果满足要求，则确定两项指标参数数值，并对钢柱纵横线弹墨线，在此基础上安装首层钢柱。为了避免某个施工环节出现错误操作对后续的施工任务执行造成影响，该项目采取边施工边校验的方式，按照施工标准，检测各项施工任务是否达到施工标准，以5mm 作为偏差界定标准。如果首层钢柱安装偏差超过5mm，则判断首层安装不合格，需要对部分安装任务做出调整。一般情况下，采用上柱截去误差长度，或者填塞钢板缩小误差[8]。需要强调的是每一次的调整误差控制在5mm以内，否则调整幅度过大，容易对构件节点连接造成影响，导致其变得复杂化，不利于后续调整工作的开展。从大量施工经验总结来看，造成安装偏差的主要原因在于钢柱制造误差，或者受焊接施工偏差影响，接口处产生收缩。所以，在焊接施工任务执行结束后，需要采取复查。

吊装钢柱时，选取的吊装吊耳位于钢柱上端口连接板，根据现场实际施工状况来看，校正吊装，而后拧紧安装螺栓，起到临时固定作用。考虑到吊装过程中的平衡问题，选取强度足够大的单绳用来吊运，分别固定在4 个箱型柱上。另外，在钢柱下方垫上枕木，避免起吊期间出现拖拉问题，对构件、地面造成损坏。为了保证施工质量，安排两人一组共同进行吊装，其中一人负责移动钢柱，另外一人在旁协助稳固钢柱。为了提高操作稳定性，选取4 个以上双夹板作为操控工具，对螺栓采取临时固定处理。并且夹板上侧和下侧的螺栓数量至少为3颗。

2.3 钢结构桁架钢梁施工技术

钢梁安装施工技术对施工准备、施工工艺、施工误差校正处理、临时固定、焊接工艺要求较高，在施工之前需要做好准备工作，全面复核各项施工方法及标准，同时检查摩擦面上是否存在浮锈，如果存在浮锈，则刷清其表面的浮锈以后，采用栓焊连接工艺，将各个梁端节点连接到一起，在各个腹板位置连接螺栓，控制其连接位置，使其不伸出梁端。钢结构桁架钢梁安装流程如下：

（1）施工准备。以螺栓直径、钢梁标号、钢梁定位轴线作为主要复核对象，严格按照施工标准，对每一项指标进行复核。对于存在偏差的指标，立即修改其施工参数及方法。与此同时，准备好吊装所需器具。

（2）钢丝绳绑扎。去除摩擦面表面浮锈以后，利用钢丝绳绑扎桁架钢梁材料，将其按照一定顺序摆放在吊装设备上，等待起吊。

（3）吊机起吊。运用吊机设备，将绑扎好的材料运送至施工现场设定位置。

（4）就位。整理现场施工材料，按照施工设计方案，安装桁架钢梁。

（5）临时固定。将桁架钢梁材料与普通螺栓一同临时固定。

（6）校正。检验当前施工安装现状是否存在问题，如果误差超出了设定标准，则采取校正处理。

（7）高强螺栓连接。采用高强度稳定处理，以加劲板加强连接处腹板。

（8）焊接。采用CO2半自动保护焊接工艺，加固连接处。

施工期间，将钢梁捆扎好吊装至设定位置，而后采取冲顶定位处理，此部分材料与普通螺栓一同临时固定，检验无问题后松钩。为了提高钢梁架构稳定性，安装桁架期间，在其下方布设临时支撑胎架，如图1所示。

图1 支撑胎架立面

其中，胎架平面规格为1.5m×1.4m，高度为26.49m，其顶部分配梁的结构规格为H400×200×10×15。施工期间，选取型号为321贝雷架4连片，搭建胎架，以规格为H194×150×6×9 钢支架作为支撑。考虑到传力梁与分配梁之间的稳定性较为薄弱，在两部分的连接处增设加劲板，以此加强连接处腹板稳定性。其中，加劲板厚度为20mm。如图2所示为胎架顶节施工图。

图2 胎架顶节施工图

2.4 钢结构桁架焊接技术

该项目钢结构桁架选取半自动保护焊接工艺用于梁柱焊接。针对钢梁结构中其他焊缝的焊接，采取手工电弧焊接处理。为了保证焊接质量，控制低氢型焊条烘干温度范围，最低温度为350℃，最高温度为380℃。焊接烘干结束后，待温度下降至120℃时，将焊条放置保温箱中，保持环境温度110～120℃。去除焊缝坡口杂质后开始焊接，手工焊接时，需要根据现场环境温度，采取不同焊接处理措施。如果现场环境温度不足0℃，则需要借助一些加热设备将温度提升至30℃以上，例如，火焰预热装置。如果现场风速超过8m/s，则需采取一些防风措施。施工期间，严格按照焊接顺序完成每一个焊缝和钢结构桁架的焊接。

3 钢结构桁架施工技术应用验算分析

3.1 应用验算方法

选取SAP2000 软件作为模拟仿真工具，用于仿真钢结构桁架建筑施工状况，对各个结构的承载力进行计算，为模型受力分析提供数据支撑，判断当前钢结构桁架是否发生变形，对焊接效果展开模拟分析。按照建筑施工设计方案，构建模拟仿真模型，而后对模型中各个参数的变化情况进行统计分析。

3.2 悬挑桁架模型受力分析

按照最大自重荷载作用分析原则，计算桁架支撑胎架受力数值。模拟结果显示，桁架支撑胎架表面承担的荷载为688kN，平面规格为1.4m×1.3m，高度为9m。传力梁与分配梁刚接，顶部3面拉设风绳，计算结构内力相关数值，作为结构内力及变形验算参考依据。从当前掌握的受力状况来看，均达到了施工标准。

3.3 建筑结构内力及变形验算分析

模拟软件统计结果显示，建筑中胎架支柱应力最大值为0.318，该统计结果小于1，胎架传力梁与分配量应力比最大值为0.424，该统计结果小于1，并且钢梁顶部变形较小，在误差允许范围之内。因此，建筑结构内力及变形均符合《钢结构设计规范》。

3.4 钢结构桁架焊接验算分析

按照钢焊施工标准，采用超声波检测焊接工艺质量，检测数据显示，当前采取的焊接工艺，未出现焊缝损伤情况，各个连接处和缝隙焊接均完好，符合钢结构桁架焊接标准。

4 结束语

本文对裙房钢结构桁架施工技术展开探究，主要以支撑胎架布置及悬挑桁架安装、钢柱安装及吊装施工技术、钢结构桁架钢梁安装技术、钢结构桁架焊接技术作为重点研究内容，设计出钢结构桁架建筑施工技术方案，运用SAP2000 软件模拟施工效果，并对其结构受力进行验算。结果证明，该施工方案的建筑结构内力及变形均符合《钢结构设计规范》（GB 50017-2017），未曾出现焊缝损伤情况，可以作为设计钢结构桁架施工技术方案时的参考依据。